[发明专利]一种半刚性节点摩擦耗能器

说明书

本发明公开了一种半刚性节点摩擦耗能器，包括木柱，和通过榫卯节点连接木柱的木梁，榫卯节点处的木柱和木梁之间连接有摩擦耗能器，摩擦耗能器分别通过梁端连接件和柱端连接件连接在木梁和木柱上；摩擦耗能器包括连接在梁端连接件上的梁端连杆、连接在柱端连接件上的若干柱端连杆，若干柱端连杆通过其之间设有摩擦片的中间连接件连接梁端连杆；摩擦耗能器在梁柱节点发生位移之前提供刚度，当梁柱节点发生位移之后提供摩擦耗能。该装置解决了摩擦耗能器在摩擦力控制方面的局限性。具有耐久性强，使用灵活，安装简单的优点。

技术领域

本发明涉及一种可调节摩擦力大小的半刚性梁柱节点摩擦耗能装置，属于古建筑木结构、现代木结构钢结构等建造加固修缮领域。适用于采用半刚性节点及铰接点的建筑及结构。

背景技术

我国古建筑结构历史悠久，从古代皇宫建筑，庙宇殿堂，到居民住宅，大量采用古建筑木结构形式；同时分布地域广泛，几乎遍及全国，很多木结构建筑经过了数百年甚至上千年的历史，是中华文明的重要组成部分，包含丰富的历史文化内涵。我国有很多历经了几百年甚至上千年的古建筑，这些古建筑由于建造年代比较久远，同时由于木材本身特点，很多结构亟待维修及加固。古代木结构多数为榫卯节点木框架结构，木材长时间使用易导致干裂、腐朽、虫蛀、老化等累计损伤，也需要进行维护和修复。而在现代新型的木结构建筑的建造过程中，总结了过去古建筑木结构的经验，在建造过程中采用的许多新型的建造技术及结构。但是所有的木结构建筑都无法避开木材本身性能的缺点，所以木结构的加固及修缮方式不管对古建筑木结构或者是现代木结构都是亟待解决的主要问题。

古建筑木结构梁柱节点主要采用榫卯连接方式，主要分为燕尾榫及直榫连接方式，为典型的半刚性连接。其承载能力及抗弯刚度较低，且在使用过程中由于自然环境及地震作用下容易因挤压变形产生无法自动回复的残余变形，从而使榫卯节点产生松动，进而造成整体结构的倾斜歪闪，严重威胁着结构的使用寿命及使用安全，因此榫卯节点为结构的薄弱位置，一般通过加固节点就能有效提高木框架的承载能力和抗震性能。

在现代建筑及结构当中，人们采用了更多形式的节点作为结构的连接方式，在混凝土结构，钢结构，木结构或者混合结构当中，半刚性节点或者铰接点在结构当中都得到大量使用，但是在结构抗震过程中，节点的破坏对结构的稳定及耗能都有着严重的影响。强柱弱梁，强节点弱构件已经是现代结构的重要理念。节点的强弱，以及其耗能能力受到人们的大量重视。所以，在结构当中对节点的保护也越来越受到人们的重视。

摩擦耗能是现代建筑中常用的减震耗能方式，摩擦耗能构件具有安装方便，容易替换，可调节刚度等特点，在使用过程中能够通过摩擦的形式将能量进行消散。而且可以经受多次地震，对结构本身没有损坏。在建筑的加固及修缮过程中有很高的适用价值。

由于摩擦耗能的优良性能，摩擦阻尼器在现代建筑中的得到了大量的使用，国内外学者陆续研制开发了多种摩擦阻尼器，主要有：普通摩擦阻尼器、Pall摩擦阻尼器、Sumitomo摩擦阻尼器、T形芯板摩擦阻尼器等。传统的摩擦阻尼器主要应用于现代钢筋混凝土框架结构当中，安装于结构的框架之间，用螺栓对不同的金属板进行紧固，通过不同金属板之间的相对平行滑动达到摩擦耗能的目的。目前，还没有研发针对节点尤其是半刚性节点的摩擦耗能器，使摩擦耗能器的使用范围局限于结构整体框架。在结构中所使用的摩擦阻尼器存在着体型过大，需要较大的工作空间，摩擦材料使用单一的铜-钢金属材料使得难以控制摩擦系数的变化，且通过多个螺栓进行紧固，使得摩擦预紧力难以控制等缺点。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种与梁柱节点构成矩形的半刚性梁柱节点摩擦耗能构件，通过在梁柱节点安装摩擦耗能装置的形式，增加结构框架的刚度，并为结构提供一种通过摩擦进行耗能的构件。满足结构的刚度及耗能需求，为后续的使用提供保障。可以通过转动摩擦的形式将结构所受到的外力进行消散并为结构提供一定刚度的装置。当结构不发生震动的时候提供刚度，在结构发生震动时为结构提供摩擦耗能。

本发明是通过下述技术方案来实现的。